CN108710726A - 一种基于唯一设计数据源的飞机构型控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于唯一设计数据源的飞机构型控制方法，含有产品结构树和装配结构树，在产品结构树的构型层，工艺人员并行工作，设置构型项CI、构型方案CS以及设计模块DM的编号及名称；在设计模块DM下进行产品的零件、组件的结构设计，并对该零件、组件的设计数据进行编号，每一个零件或组件的设计数据是飞机构型控制方法的唯一数据源；并将产品结构树中设计模块对应的构型项CI关联至该装配站位CA中去，完成产品结构树与装配结构树的关联，一个构型项CI只能被关联至一个装配站位，直到所有的构型项CI被全部关联至装配站位CA中，这样，产品结构树中与装配结构树中的设计数据完全一致。

Description

一种基于唯一设计数据源的飞机构型控制方法

技术领域

本发明涉及飞机构型控制技术领域，具体是一种基于唯一数据源的飞机构型控制方法。

背景技术

飞机产品结构复杂、技术含量高、零部件众多、生产周期长、协作范围广、数据量巨大，其制造过程是一个庞大的系统工程。而在新机型的研制过程中，由于零部件设计、工艺或制造技术上的发展与改进，制造构型配置的改变，新材料，新技术的不断应用，同时还有纠正产品本身设计上的缺陷和错误等原因，使得飞机产品的设计数据更改极其频繁，设计数据的更改包括结构、材料、加工方式、成品牌号的改变。制造数据以设计数据为基础，设计数据的变化，使得制造数据也必须及时发生更改。

现有技术中，设计数据发生更改后，设计部门会及时将更改内容以更改单的形式发给制造部门，再由工艺人员手工贯彻更改，这种人为干预的方式会导致设计更改贯彻不及时，发生漏贯或者错贯的现象，同时也存在手工输入错误的情况，这就导致制造数据与设计数据不一致、不准确、集成性差等问题，同时人工贯彻、后续比对和纠错工作也浪费了大量的人力物力，严重影响飞机的交付周期。因此在飞机研制中，对设计数据、制造数据的统筹管理是影响研制进度和产品质量的现实问题。

对飞机研制中的各种数据(包括构型项、零组件和相关文件更改)的控制及管理属于飞机构型控制的一部分，在飞机构型控制方面，中国专利CN 105631572 A(一种民用飞机构型项划分方法)在传统的构型控制方法中引入构型项划分的思想，并提出一种飞机构型项的划分方法。中国专利CN 103870622 A(飞机构型项规划方法)采取简化的构型控制策略：通过合理分解和选定飞机构型项，将复杂而深层次的零组件装配关系，演变为构型项间的配置关系。采用构型项划分的方式简化了飞机构型控制的方式，促进了传统构型的控制方式的转变，但到目前为止，一直没有有效的解决飞机研制阶段设计数据、制造数据不一致的问题，在飞机交付时进行的大量比对和纠错工作也一直差强人意。

因此，对现有构型控制方式进行改善与发展，对各类设计更改所产生的不同版本数据进行有效控制与追踪，保证设计、制造阶段产品数据的唯一性、一致性和可追溯性，是非常迫切需要解决的问题。

发明内容

1、一种基于唯一设计数据源的飞机构型控制方法，含有产品结构树和装配结构树，其特征在于包含以下内容：

第一步，搭建产品结构树的顶层结构：按照设计分离面采用“自顶向下”的方式将飞机产品逐步划分为一个个功能独立的部件，组成产品结构树的顶层部分；

第二步，规划产品结构树的构型层：在顶层划分的基础上，工艺人员并行工作，将各部件的结构划分为多个模块，再将这些独立的模块分解为：构型项CI—构型方案CS—设计模块DM，设置构型项CI、构型方案CS以及设计模块DM的编号及名称；

第三步，产品的结构设计：在设计模块DM下进行产品的零件、组件的结构设计，并对该零件、组件的设计数据进行编号，每一个零件或组件的设计数据是飞机构型控制方法的唯一数据源；该设计数据包括了零件、组件的结构数模、明细表、生成图文档、设计规范、验收技术条件。

第四步，搭建装配结构树：根据飞机的装配流程划分装配站位，并对装配站位CA进行命名及编号，根据装配站位下产品装配的先后顺序搭建装配结构树，完成装配结构树的顶层规划；

第五步，产品结构树与装配结构树的关联：按照飞机产品装配流程，确定每个装配站位所需要进行安装的设计模块，并将产品结构树中该设计模块对应的构型项CI关联至该装配站位CA中去，完成产品结构树与装配结构树的关联，一个构型项CI只能被关联至一个装配站位，直到所有的构型项CI被全部关联至装配站位CA中，这样，产品结构树中与装配结构树中的设计数据完全一致，保证唯一数据源。

第六步，装配结构树的底层规划：在装配站位CA下编制工艺构型项PCI，根据不同构型方案CS的设计模块DM编制不同的工艺构型项PCI；

第七步，工艺准备：在工艺构型项PCI下确定装配指令AO的数量和工作流程，创建装配指令AO，完成后，按照装配要求，将构型项CI下包含的零组件分配至相关的装配指令AO中，同时，编制装配指令AO的内容。

设计更改：将设计模块DM定版后，对零、组件的设计数据更改分为两类：

第一类是升版，用于纠正零、组件设计数据的明显错误，设计人员将更改后的设计模块DM提交至构型方案CS下，工艺人员对更改后的设计模块DM进行审签，审签通过后，此更改后的设计模块DM替代原设计模块DM，版次上升一级。

第二类是换号，增加新的设计模块DM，编号与原设计模块不同，换号更改也分为两种情况：

一种是构型方案CS不变的前提下的设计模块DM换号，设计人员将更改后的设计模块DM提交至构型方案CS下，工艺人员对更改后的设计模块DM进行审签，审签通过后，此更改后的设计模块DM与原设计模块DM同存在与构型方案CS下。

另一种是构型方案CS发生变化下的设计模块DM换号，则设计人员新建一个构型方案CS，并将更改后的设计模块DM提交至新的构型方案CS下，此更改后的设计模块DM与原设计模块DM以不同构型方案CS的形式同时存在于该构型项CI下。

更改后，由于产品结构树与装配结构树中的构型项CI实际上为同一数据源头，两棵树中的设计数据时刻保持一致。

更改后的工艺准备：对于第一类换版的更改，工艺人员只需根据设计的更改内容，对前期工艺准备的内容进行相应调整即可。对于第二类换号的更改，均要在装配站位CA下编制不同的工艺构型项PCI，在工艺构型项PCI下确定装配指令AO的数量和工作流程，创建装配指令AO，完成后，按照装配要求，将设计模块DM包含的零组件分配至相关的装配指令AO中，同时，编制装配指令AO的内容。

最后筛选飞机的有效模块：根据设计人员列出的某型飞机构型配置清单，在装配结构树中过滤出该架飞机的所有设计模块DM及工艺构型项PCI，根据工艺构型项PCI下的装配数据进行制造，进而生产出与设计数据一致的飞机产品。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：

本发明以设计数据作为唯一数据源输入，将设计数据关联到装配结构树中，实质上装配结构树与产品结构树上的数据为同一数据源头，一旦设计数据发生更改，则装配数据也会相应发生改变。保证飞机研制各阶段产品数据的唯一性、一致性；更改后的设计数据与原设计数据同时存在，保证制造数据的可控性和可追溯性。

本发明中为了保证数据的唯一性，工艺在整个管理过程中不添加任何工艺组合件、特制件、接插件和零组件，有效的将产品的设计更改数据控制在设计源头中。

为了减少数据在传递过程中出现错误的几率，本发明中减少了数据的传递过程，将所有的制造数据集成在装配结构树中。

这种构型控制方式为飞机的设计提供了一个并行的工作模式，在产品设计阶段就将设计信息、工艺信息以及制造等信息融入到产品的构型项中。

以下结合实施例附图对本申请做进一步的说明。

附图说明

图1是产品结构树的结构组成示意图。

图2是装配结构树的结构组成示意图。

图3是装配结构树与设计结构树的关联示意图。

图4是产品结构树实施案例。

图5是装配结构树实施案例。

具体实施方式

本实施例是一种基于唯一数据源的飞机构型控制方法，现以某型飞机的襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002为例，结合附图和案例对本发明的具体实施方式作进一步的描述。

本实施例中的构型控制通过产品结构树和装配结构树来实现。

所述产品结构树包括三层结构：顶层结构，构型层，底层结构。

第一步，搭建产品结构树的顶层结构：所述产品结构树的顶层结构由三个子层组成，按照设计分离面采用“自顶向下”的方式将飞机产品逐步划分为一个个功能独立的部件，首先将某型飞机分为总体、气动、机身、机翼等几个部分，再逐层向下将机翼部件分解为中央翼、左机翼、右机翼三个部分，在上述基础上将左机翼分为左前缘、左翼盒、左襟翼、左翼尖等部件。

第二步，规划产品结构树的构型层：在产品结构树顶层结构的基础上，工艺并行工作，根据工艺分离面对飞机部件的结构划分为多个模块，再将这些独立的模块分解，比如，按照一定规则将左襟翼划分为5个构型项：左襟翼上壁板-Y21-575021-001、左襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002……。在左襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002下规划构型方案CS-Y21-575021-002-01，该方案代表通过滑轨来实现襟翼的运动。在构型方案CS-Y21-575021-002-01下创建设计模块DM-Y21-5750-3100-001。

第三步，产品的结构设计：在设计模块DM-Y21-5750-3100-001下将滑轨分为滑轨本体Y21-5750-3111-001、接头Y21-5750-3120-001……等零组件，在Y21-5750-3111-001下进行滑轨本体的结构数模设计，并列出零件的明细表，生成图文档，编制设计规范、验收技术条件，形成滑轨的设计数据，该设计数据是滑轨组件在飞机构型控制方法的唯一数据源。

第四步，搭建装配结构树：根据飞机的装配流程划分飞机的装配站位，对装配站位CA进行命名及编号，并根据装配站位下产品装配的先后顺序搭建装配结构树。装配结构树下包含试飞站位CA-Y21-1000-01，试飞站位下包含总装CA-Y21-1500-01，总装站位下包含翼身对接架外CA-Y21-1800-01，翼身对接架外站位下包括翼身对接站位CA-Y21-2000-01，左襟翼安装站位CA-Y21-5750-01，左副翼安装站位CA-Y21-5780-01等装配站位。

第五步，产品结构树与装配结构树的关联：按照飞机产品装配流程，确定每个装配站位所需要进行安装的设计模块，并将产品结构树中该设计模块对应的构型项CI关联至该装配站位CA中去，完成产品结构树与装配结构树的关联。

根据飞机产品的装配流程，在装配站位CA-Y21-5750-01下需要进行安装的设计模块包括左襟翼上壁板、滑轨组件……等，并将这些设计模块对应的左襟翼上壁板构型项CI-Y21-575021-001、左襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002……关联至装配站位CA-Y21-5750-01下，完成产品结构树与装配结构树的关联。

第六步，装配结构树的底层规划：在装配站位CA下编制工艺构型项PCI，根据不同构型方案CS的设计模块DM编制不同的工艺构型项PCI；

为了满足左襟翼的装配要求，在装配站位CA-Y21-5750-01下编制工艺构型项PCI-CA-Y21-5750-01-001。

第七步，工艺准备：在工艺构型项PCI下确定装配指令AO的数量和工作流程，创建装配指令AO，完成后，按照装配要求，将构型项CI下包含的零组件分配至相关的装配指令AO中，同时，编制装配指令AO的内容。

在工艺构型项PCI-CA-Y21-5750-01-001下规划8本装配指令，其中在装配指令AO-CA-Y21-5750-01-001-800中规划了进行襟翼滑轨的安装，因此将构型项CI-Y21-575021-002下包含的滑轨零组件分配至该本装配指令中，同时，编制该装配指令的内容。

设计更改：在设计模块DM下进行产品的零件、组件结构数模的设计更改，将设计模块DM定版后零、组件数模的更改分为两类：

第一类是升版，用于纠正零、组件数模的明显错误，设计人员将更改后的设计模块DM提交至构型方案CS下，工艺人员对更改后的设计模块DM进行审签，审签通过后，此更改后的设计模块DM替代原设计模块DM，版次上升一级；

第二类是换号，增加新的设计模块DM，编号与原设计模块不同，换号更改也分为两种情况：

一种是构型方案CS不变的前提下的设计模块DM换号，设计人员将更改后的设计模块DM提交至构型方案CS下，工艺人员对更改后的设计模块DM进行审签，审签通过后，此更改后的设计模块DM与原设计模块DM同存在与构型方案CS下；

另一种是构型方案CS发生变化下的设计模块DM换号，则设计人员新建一个构型方案CS，并将更改后的设计模块DM提交至新的构型方案CS下，此更改后的设计模块DM与原设计模块DM以不同构型方案CS的形式同时存在于该构型项CI下；

更改后，由于产品结构树与装配结构树中的构型项CI实际上为同一数据源头，两棵树中的设计数据时刻保持一致；

若飞机襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002下的产品数模发生更改：将滑轨改为摇臂来实现襟翼的运动，创建设计模块DM-Y21-5750-6100-001，并在设计模块DM-Y21-5750-6100-001下创建摇臂的结构数模。将更改后的设计模块提交至工艺人员进行审签，审签通过后，会在襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002下，生成第二种构型方案CS-Y21-575021-002-02。这项更改被同步贯彻到产品结构树与装配结构树中，更改前后，两棵结构树中的设计数据时刻保持一致。

此时产品结构树中构型项CI-Y21-575021-002下包含两种构型方案：CS-Y21-575021-002-01代表通过滑轨来实现襟翼的运动，CS-Y21-575021-002-02代表通过摇臂来实现襟翼的运动。

更改后的工艺准备，对于第一类换版的更改，工艺人员只需根据设计的更改内容，对前期工艺准备的内容进行相应调整即可。对于第二类换号的更改，均要在装配站位CA下编制不同的工艺构型项PCI，在工艺构型项PCI下确定装配指令AO的数量和工作流程，创建装配指令AO，完成后，按照装配要求，将设计模块DM包含的零组件分配至相关的装配指令AO中，同时，编制装配指令AO的内容。在CA-Y21-5750-01下创建工艺构型项PCI-CA-Y21-5750-01-002，工艺构型项PCI-CA-Y21-5750-01-002下规划了8本装配指令，其中在装配指令AO-CA-Y21-5750-01-002-800中规划了襟翼摇臂的安装，将设计模块DM-Y21-5750-6100-001下包含的摇臂零组件分配至装配指令AO-CA-Y21-5750-01-002-800中，同时，完善该装配指令的内容。

最后，筛选飞机的有效模块：根据设计人员列出的某型飞机构型配置清单，在装配结构树中过滤出该架飞机的所有设计模块DM及工艺构型项PCI，根据工艺构型项PCI下的装配数据进行制造，进而生产出与设计数据一致的飞机产品。比如，选择襟翼运动构型项CI-Y21-575021-002下的滑轨形式实现襟翼的运动，在装配结构树中过滤出该架飞机的所有设计模块DM-Y21-5750-3100-001及工艺构型项PCI-CA-Y21-5750-01-001，根据工艺构型项PCI-CA-Y21-5750-01-001下的装配数据进行制造，进而生产出与设计数据一致的飞机产品。

Claims (4)

1.一种基于唯一设计数据源的飞机构型控制方法，含有产品结构树和装配结构树，其特征在于包含以下内容：

第一步，搭建产品结构树的顶层结构：按照设计分离面采用“自顶向下”的方式将飞机产品逐步划分为一个个功能独立的部件，组成产品结构树的顶层部分；

第二步，规划产品结构树的构型层：在顶层划分的基础上，工艺人员并行工作，将各部件的结构划分为多个模块，再将这些独立的模块分解为：构型项CI—构型方案CS—设计模块DM，设置构型项CI、构型方案CS以及设计模块DM的编号及名称；

第三步，产品的结构设计：在设计模块DM下进行产品的零件、组件的结构设计，并对该零件、组件的设计数据进行编号，每一个零件或组件的设计数据是飞机构型控制方法的唯一数据源；

第四步，搭建装配结构树：根据飞机的装配流程划分装配站位，并对装配站位CA进行命名及编号，根据装配站位下产品装配的先后顺序搭建装配结构树，完成装配结构树的顶层规划；

第五步，产品结构树与装配结构树的关联：按照飞机产品装配流程，确定每个装配站位所需要进行安装的设计模块，并将产品结构树中该设计模块对应的构型项CI关联至该装配站位CA中去，完成产品结构树与装配结构树的关联，一个构型项CI只能被关联至一个装配站位，直到所有的构型项CI被全部关联至装配站位CA中，这样，产品结构树中与装配结构树中的设计数据完全一致；

第六步，装配结构树的底层规划：在装配站位CA下编制工艺构型项PCI，根据不同构型方案CS的设计模块DM编制不同的工艺构型项PCI；

第七步，工艺准备：在工艺构型项PCI下确定装配指令AO的数量和工作流程，创建装配指令AO，完成后，按照装配要求，将构型项CI下包含的零组件分配至相关的装配指令AO中，同时，编制装配指令AO的内容。

2.如权利要求1所述的基于唯一设计数据源的飞机构型控制方法，其特征在于，在上述第三步产品的结构设计步骤中，在设计模块DM下进行产品的零件、组件的设计数据更改，将设计模块DM定版后零、组件的设计数据更改分为两类：

第一类是升版，用于纠正零、组件设计数据的明显错误，设计人员将更改后的设计模块DM提交至构型方案CS下，工艺人员对更改后的设计模块DM进行审签，审签通过后，此更改后的设计模块DM替代原设计模块DM，版次上升一级；

第二类是换号，增加新的设计模块DM，编号与原设计模块不同，换号更改也分为两种情况：

一种是构型方案CS不变的前提下的设计模块DM换号，设计人员将更改后的设计模块DM提交至构型方案CS下，工艺人员对更改后的设计模块DM进行审签，审签通过后，此更改后的设计模块DM与原设计模块DM同存在与构型方案CS下；

另一种是构型方案CS发生变化下的设计模块DM换号，则设计人员新建一个构型方案CS，并将更改后的设计模块DM提交至新的构型方案CS下，此更改后的设计模块DM与原设计模块DM以不同构型方案CS的形式同时存在于该构型项CI下；

更改后，由于产品结构树与装配结构树中的构型项CI实际上为同一数据源头，两棵树中的设计数据时刻保持一致。

3.如权利要求2所述的基于唯一数据源的飞机构型控制方法，其特征在于，在设计模块DM下进行更改后产品零件、组件的工艺准备：对于第一类换版的更改，工艺人员只需根据设计的更改内容，对前期工艺准备的内容进行相应调整即可。对于第二类换号的更改，均要在装配站位CA下编制不同的工艺构型项PCI，在工艺构型项PCI下确定装配指令AO的数量和工作流程，创建装配指令AO，完成后，按照装配要求，将设计模块DM包含的零组件分配至相关的装配指令AO中，同时，编制装配指令AO的内容。

4.如权利要求1或3所述的基于唯一数据源的飞机构型控制方法，其特征在于，筛选飞机的有效模块：根据设计人员列出的飞机构型配置清单，在装配结构树中过滤出该架飞机的所有设计模块DM及工艺构型项PCI，根据工艺构型项PCI下的装配数据进行制造，进而生产出与设计数据一致的飞机产品。